3차원 파넬방법에 의한 파중 선박의 조종성능 해석

Analysis of Manoeuvrability of a Ship in Waves by 3-Dimensional Panel Method

본 논문에서는 파중에서 조종운동을 하는 선박에 작용하는 유체력에 대한 수학적 모델을 확립하고, 이에 대한 수치해석을 수행하였다. 파중에서 운항하는 선박은 입사파의 주파수에 의존하는 고주파수 운동과 선박의 조종운동에 따른 저주파수 운동을 하게되므로, two time scale expansion 방법을 적용하여 속도포텐셜에 대한 선형경계치 문제를 정립하였으며, 선박의 조종운동에 미치는 파의 영향은 2차차수 저주파수 표류력만을 조종운동방정식에 포함시켜 고려하였다. 속도포텐셜에 대한 적분방정식의 해는 3차원 파넬방법을 사용하여 구하였으며, 선박에 작용하는 힘은 직접적분법을 사용하여 계산하였다.

A mathematical model for the hydrodynamic forces acting on the ship manoeuvring in waves is formulated and a numerical method for the problem is developed. The motion of a ship, which manoeuvres in waves, may be thought to have two components; one is a high frequency component due to encounter waves, and the other is a low frequency component due to manoeuvring motion. So the method of two time scale expansion is used to divide linear boundary value problem. For the effects of waves on the manoeuvring motion of a ship, only the second order drift forces are considered. The integral equation for the velocity potential is solved by 3 dimensional panel method and hydrodynamic forces are calculated by direct integral method.